專利名稱:可測(cè)噸位的車(chē)輛制動(dòng)振動(dòng)再生裝置的制作方法
一種車(chē)輛制動(dòng)振動(dòng)能量再生裝置，特別是利用液體和蓄能器的并可用來(lái)測(cè)載重噸位的車(chē)輛制動(dòng)振動(dòng)能量再生裝置。
目前世界上應(yīng)用的車(chē)輛再生裝置都是制動(dòng)能再生裝置，而沒(méi)有振動(dòng)能量回收裝置。上述制動(dòng)能再生裝置大致包括以下幾種類(lèi)型(1).飛輪式再生制動(dòng);(2).把慣性能變成氣壓能的再生制動(dòng);(3).把慣性能變成電能的再生制動(dòng);(4).把慣性能變?yōu)橐簤耗艿脑偕苿?dòng)。但是，第一種，飛輪體積大、重量大，節(jié)能效率低;第二種，需要結(jié)構(gòu)復(fù)雜的空氣壓縮機(jī);第三種需要專門(mén)的大容量蓄電池、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī);第四種裝置比第一、二種效率高，比第三種制作簡(jiǎn)單、重量輕、成本低。法國(guó)專利FR2332460為液壓貯能式。該裝置主要由蓄能器、液控離合器隔開(kāi)的兩個(gè)大小不同并與車(chē)輪機(jī)械聯(lián)接的變量油馬達(dá)、一個(gè)定量油泵、傳遞力、壓力及工作容積變化的四個(gè)傳感器和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的邏輯電路元件、五個(gè)控制油缸、三個(gè)電磁換向閥、三個(gè)與電壓信號(hào)成比例的壓力型元件以及一些其它元件所組成，靠腳踏板控制貯能;但是該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制動(dòng)開(kāi)始時(shí)普通剎車(chē)仍起主要作用，致使部分慣性動(dòng)能通過(guò)摩擦片放熱又白白損耗掉了，效率較低、成本高，不能將車(chē)輛行駛中的振動(dòng)能量回收利用，更不能用來(lái)測(cè)量裝載貨物的重量及其各車(chē)輪重力分配情況。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種新型液壓能制動(dòng)振動(dòng)再生裝置，它不僅可以把制動(dòng)能變成液壓能貯存利用，而且可把振動(dòng)能回收利用。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，主要系標(biāo)準(zhǔn)元件所組成，制造容易，操作方便、節(jié)能效率高，還可使車(chē)輛制動(dòng)減速平緩，減少起步時(shí)廢氣和噪音對(duì)環(huán)境的污染。還能提高車(chē)輛的承載能力，自動(dòng)測(cè)量車(chē)輛載重噸位。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的車(chē)輛再生制動(dòng)裝置最基本的組成包括由離合構(gòu)件控制的并與車(chē)輪間有機(jī)械聯(lián)接關(guān)系的定量液壓油馬達(dá)、或可作馬達(dá)用的變量油泵。這里所說(shuō)的定量油馬達(dá)可以是齒輪油馬達(dá)或柱塞式定量油馬達(dá)。變量油泵用柱塞式變量泵或葉片式變量泵，它們受控制元件的控制在貯存和釋放能量的過(guò)程中與液壓蓄能器相連通。
上面所說(shuō)的離合構(gòu)件，可以是一個(gè)其動(dòng)片與傳動(dòng)軸、有軌車(chē)輛動(dòng)力軸和非動(dòng)力軸相聯(lián)接、靜片與油馬達(dá)相連接的電磁式、液控或氣控式的離合器;也可以采用鼓式制動(dòng)器中拆去了摩擦片、并安裝有一組小型油馬達(dá)的制動(dòng)蹄;還可以是一個(gè)受液壓或氣壓控制可壓緊和離開(kāi)輪胎外表面，同樣也安有一組小型油馬達(dá)的往復(fù)移動(dòng)支架。上述幾種離合構(gòu)件，靠離合器的接合與分離、制動(dòng)蹄的張開(kāi)與收縮、移動(dòng)支架的壓緊與離開(kāi)就可以使得油馬達(dá)與車(chē)輪間的機(jī)械聯(lián)接接通和切斷。
上面所說(shuō)的機(jī)械聯(lián)接方式，可以采用齒輪、鏈輪、摩擦輪傳動(dòng)等方式將離合器動(dòng)片與車(chē)輛中轉(zhuǎn)動(dòng)著的軸相連接;也可以采用當(dāng)制動(dòng)蹄張開(kāi)時(shí)能將油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)輪與制動(dòng)鼓內(nèi)表面相擠壓、并以間隔相等的溝紋或細(xì)密尖齒相嚙合或摩擦輪傳動(dòng)的聯(lián)接方式;還可以是移動(dòng)架壓緊輪胎外表面時(shí)，將外表面裹有高摩擦系數(shù)材料的油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)輪與輪胎相擠壓、以形成摩擦輪傳動(dòng)的聯(lián)接方式。
上述機(jī)械聯(lián)接的共同特點(diǎn)是當(dāng)車(chē)輛減速行駛時(shí)，機(jī)械聯(lián)接接通，油馬達(dá)當(dāng)油泵用，在車(chē)輪帶動(dòng)下將進(jìn)油口的低壓油變成高壓油從出油口排出通過(guò)換向閥輸送到蓄能器中，此時(shí)油馬達(dá)對(duì)于車(chē)輪是作阻力矩運(yùn)轉(zhuǎn)，整個(gè)過(guò)程可稱為貯能充液過(guò)程。當(dāng)車(chē)輛加速行駛時(shí)，機(jī)械聯(lián)接也接通，對(duì)于定量油馬達(dá)換向閥換向，蓄能器中的高壓油從進(jìn)油口流入，出油口的低壓油又流回油箱;對(duì)于變量油泵來(lái)說(shuō)，換向閥可不必?fù)Q向，仍按充液時(shí)的方式接通，但此時(shí)油泵須在氣動(dòng)或液動(dòng)控制下將其偏心量或傾斜角由正值變?yōu)樨?fù)值，使高壓油從出油口流入，進(jìn)油口流出?？傊撨^(guò)程中的油馬達(dá)或變量油泵在作動(dòng)力矩運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)車(chē)輛起推動(dòng)前進(jìn)的作用，我們可稱之為釋能放液過(guò)程。當(dāng)車(chē)輛勻速行駛、空擋滑行或處于停止行駛時(shí)，其機(jī)械聯(lián)接方式是切斷的，油馬達(dá)處于靜止不動(dòng)狀態(tài)，換向閥也將其與蓄能器間的通路切斷。
最簡(jiǎn)單的再生制動(dòng)裝置具有一個(gè)普通的定量油馬達(dá)或一個(gè)變量油泵，一個(gè)三位四通換向閥和一個(gè)在放液終止時(shí)能使離合構(gòu)件自動(dòng)分離的壓力控制元件，例如壓力繼電器或順序閥，安裝有可以實(shí)現(xiàn)換向閥動(dòng)作、離合構(gòu)件離開(kāi)與接合的控制元件。例如下面提到的經(jīng)改裝的單指針式差壓表或其他差壓式控制元件和壓力繼電器。上述簡(jiǎn)單裝置的缺陷是，不能根據(jù)車(chē)輛重載與輕載、高速與低速的變化相應(yīng)地增加或減小其作用力矩，彌補(bǔ)這一缺陷的有效措施是在此基礎(chǔ)上增添元件。
我們可以采用一組或多組馬達(dá)元件，每組包括兩個(gè)參數(shù)相同的定量油馬達(dá)或一個(gè)三齒輪馬達(dá)，將其低壓時(shí)并聯(lián)、高壓時(shí)串聯(lián)，并具有隨著制動(dòng)或起步時(shí)所需力矩的增加、使參加工作的馬達(dá)元件組數(shù)可以依次增多的控制元件。該控制元件可以是安裝在踏板下面的一個(gè)或多個(gè)行程開(kāi)關(guān)、并隨著踏板的下移依次將開(kāi)關(guān)壓合、從而控制相對(duì)應(yīng)馬達(dá)元件組參加工作，也可以采用與桿件連接的可順序接通多組馬達(dá)工作的閥類(lèi)元件或其它類(lèi)型的控制元件。為實(shí)現(xiàn)各組馬達(dá)元件串聯(lián)、并聯(lián)的聯(lián)接方式，在所有馬達(dá)元件組與蓄能器之間還串接有一個(gè)三位四通換向閥和一個(gè)二位四通換向閥，以及可引起工作狀態(tài)自動(dòng)轉(zhuǎn)換的壓力繼電器和其它形式的控制元件，例如下面說(shuō)到的經(jīng)過(guò)改裝的單指針式差壓表或其它差壓式控制元件。
為了控制機(jī)械聯(lián)接部件的最大扭矩和防止液壓系統(tǒng)泄漏，在蓄能器與油箱之間連接有起安全作用的溢流閥和起保壓作用的液控單向閥。
本能量再生裝置中還可包括有把振動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗苜A存到蓄能器中的振動(dòng)能量回收裝置。該裝置具有安裝在車(chē)輛底架與車(chē)軸之間的單出桿油缸和方向控制閥。
在車(chē)輛原燃油膜片泵與燃油濾清器之間，連接有一個(gè)可以在振動(dòng)貯能自動(dòng)放液狀態(tài)中實(shí)現(xiàn)關(guān)小油門(mén)以便節(jié)油的二位二通換向閥和一個(gè)節(jié)流閥。
在各振動(dòng)能量回收裝置匯合后的輸出管路中，串接有一個(gè)三位三通換向閥，在分油路中并具有可測(cè)量每個(gè)單出桿油缸內(nèi)壓力，顯示出各車(chē)輪重力分配情況，從而可測(cè)出車(chē)輛實(shí)際載貨重量的壓力重力表。
本能量再生裝置能將車(chē)輛行駛中的剎車(chē)慣性能和振動(dòng)能全部回收，并在加速起步或上坡時(shí)加以利用。其節(jié)能效果相當(dāng)可觀。例如普通的雙門(mén)大客車(chē)重8.5噸，空擋滑行時(shí)(初速30公里/小時(shí))每制動(dòng)停車(chē)一次約有270千焦的能量可供貯存，系統(tǒng)總效率取最低值0.64時(shí)，在起步時(shí)該系統(tǒng)所放出的能量還相當(dāng)于17.1克汽油燃燒后所產(chǎn)生的能量。而客車(chē)在兩個(gè)站牌之間(400米計(jì))僅燃燒汽油73克，因此，400米內(nèi)僅制動(dòng)一次，就可以近似地說(shuō)，該系統(tǒng)的節(jié)能效率為23.3%。由于城市公共汽車(chē)大都是鉸接式的，其重量大都在14噸以上，如TJ661總重17.74噸，BK651總重14.5噸，SK670S1總重26.7噸，CQ670總重23.4噸。全國(guó)公共汽車(chē)平均值若按14噸計(jì)算時(shí)(是8.5噸的1.76倍)，則車(chē)速30公里/小時(shí)時(shí)每減速制動(dòng)一次就可節(jié)油17.1×1.76≈30克/次，即便速度達(dá)不到30公里，取V＝25公里/小時(shí)(V降低1/6，動(dòng)能降低11/36，不到1/3)。節(jié)油都按20克/次計(jì)算，一年工作320天，每天行駛8小時(shí)，則一年中可節(jié)油 (25×103×8)/400 ×20×320＝3.2×106(克)＝3.2噸/輛·年。假定全國(guó)共有十萬(wàn)輛，全部裝上后一年節(jié)油32萬(wàn)噸，價(jià)值3億元以上。
振動(dòng)能量回收裝置的節(jié)能效益也很顯著。如果單出桿油缸是參照解放CA-10B車(chē)上的減震器參數(shù)改制成的，設(shè)車(chē)身自由振動(dòng)頻率為120次/分，振幅平均值為8mm，那么正常充液狀態(tài)中每行駛2.5分鐘就可向蓄能器輸入12.06升高壓油液，這些油液可使一個(gè)容量為25升初壓力為110kg/cm2的蓄能器壓力升高到212.5kg/cm2，如果其轉(zhuǎn)變成動(dòng)能的效率為0.8，則將油液全部放出后所產(chǎn)生的動(dòng)能相當(dāng)于燃燒15克汽油所產(chǎn)生的能量，節(jié)油達(dá)到8%。
再?gòu)脑偕苿?dòng)裝置安裝位置來(lái)分析。由于制動(dòng)鼓的半徑只是整個(gè)車(chē)輪半徑的4/10-5/10，所以在輪胎表面施加100公斤的制動(dòng)力就相當(dāng)于在制動(dòng)鼓處施加了200公斤的制動(dòng)力。事實(shí)上，現(xiàn)行的鼓式制動(dòng)器在緊急制動(dòng)時(shí)一般都會(huì)把車(chē)輪抱死，承受全部制動(dòng)力并遭到嚴(yán)重磨損的仍是車(chē)輪的輪胎。一般汽車(chē)一類(lèi)的車(chē)輛其傳動(dòng)軸與車(chē)輪間的速比高達(dá)9.28，也就是說(shuō)在傳動(dòng)軸上施加1公斤米的制動(dòng)力矩就相當(dāng)于在車(chē)輪軸上施加了9.28公斤米的制動(dòng)力矩?？梢?jiàn)，在輪胎表面和傳動(dòng)軸上聯(lián)接油馬達(dá)比在制動(dòng)蹄上聯(lián)接油馬達(dá)制動(dòng)效果要高，所用元件的形狀尺寸也小。但是，當(dāng)考慮到允許傳遞扭矩的上限值以及機(jī)械聯(lián)接方式的聯(lián)接剛度，則是制動(dòng)鼓處的允許值最高。可見(jiàn)，再生制動(dòng)裝置安裝位置必須具體對(duì)待。對(duì)于有軌車(chē)輛來(lái)說(shuō)，由于很少出現(xiàn)緊急制動(dòng)，所以只需在其動(dòng)力軸或非動(dòng)力軸上以離合器作為離合構(gòu)件安裝即可;對(duì)于具有傳動(dòng)軸的各種交通車(chē)輛以及無(wú)外露傳動(dòng)軸的車(chē)輛及掛車(chē)來(lái)說(shuō)，考慮到在制動(dòng)蹄上安裝油馬達(dá)制動(dòng)效果差，并且全部拆去摩擦片人們一時(shí)較難接受，所以，凡是有外露傳動(dòng)軸的車(chē)輛，就要以在傳動(dòng)軸上用離合器作為離合構(gòu)件的安裝方式為主。馬達(dá)的最大扭矩要低于傳動(dòng)軸所能允許的扭矩。在此基礎(chǔ)上在車(chē)輪輪胎的側(cè)面再安裝帶有油馬達(dá)的往復(fù)移動(dòng)支架。每個(gè)車(chē)輪上都可以安裝兩組或更多組的油馬達(dá)。當(dāng)再進(jìn)一步的增大力矩時(shí)，還可使同一個(gè)制動(dòng)鼓內(nèi)的兩個(gè)制動(dòng)蹄動(dòng)作時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，在先工作的制動(dòng)蹄上安裝油馬達(dá)，后工作的制動(dòng)蹄上保留摩擦片。兩個(gè)制動(dòng)蹄上如果都裝上馬達(dá)，就可全部實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦制動(dòng)。振動(dòng)能量回收裝置，可以取代原車(chē)輛上的減震器并在其位置安裝。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明具體結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1是可測(cè)噸位的輕型車(chē)輛制動(dòng)振動(dòng)再生裝置液壓油路原理圖;
圖2是可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)油門(mén)的燃油油路原理圖;
圖3是測(cè)量車(chē)輛載重噸位的數(shù)值顯示元件原理圖;
圖4是本發(fā)明控制電路原理圖;
圖5是傳動(dòng)離合部件及馬達(dá)安裝結(jié)構(gòu)圖;
圖6是三齒輪馬達(dá)結(jié)構(gòu)示意圖。
參見(jiàn)圖5，突緣〔37〕既可采用原傳動(dòng)軸上的突緣零件改制，也可單獨(dú)地作為一個(gè)套筒類(lèi)自制零件，安裝緊固到機(jī)車(chē)的動(dòng)力軸或非動(dòng)力軸上，只要車(chē)輛行走它就轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電磁離合器〔11〕不通電時(shí)，件〔37〕通過(guò)切向鍵〔36〕帶動(dòng)著齒輪〔13〕、〔12〕連接盤(pán)〔44〕及〔11〕的動(dòng)片一起空轉(zhuǎn);當(dāng)〔11〕通電時(shí)，其動(dòng)片與靜片吸合，從而把件〔11〕、連接軸〔40〕、套筒〔46〕以及油馬達(dá)〔10〕和〔14〕連接為一體轉(zhuǎn)動(dòng)。托板〔38〕和支架〔41〕、〔45〕是保證轉(zhuǎn)動(dòng)件具有相對(duì)正確位置的架體。傳動(dòng)離合部件、油馬達(dá)或變量油泵均裝在一個(gè)架體上，與車(chē)輛轉(zhuǎn)動(dòng)著的軸相聯(lián)接時(shí)該架體的一端可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端由擺桿〔43〕懸掛在車(chē)架上，在擺桿的兩端各裝有一個(gè)聯(lián)接座〔42〕，其中一個(gè)緊固在車(chē)架上，另一個(gè)緊固在托板〔38〕上，件〔37〕隨傳動(dòng)軸作任意方向的微量移動(dòng)時(shí)，擺桿也相應(yīng)地作任意方向微量擺動(dòng)，絲毫不會(huì)影響各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件的正確傳動(dòng)位置。從安裝上還應(yīng)保證擺桿〔43〕只承受拉力，件〔37〕的轉(zhuǎn)向(從大端看)是順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其安裝位置如圖5所示，如果是逆時(shí)針轉(zhuǎn)向時(shí)，須將圖5中的安裝位置繞件〔37〕旋轉(zhuǎn)180°。如能生產(chǎn)出圖6所示的三齒輪馬達(dá)，就可用一個(gè)三齒輪馬達(dá)，代替圖5中的件〔10〕、〔14〕、〔45〕、〔46〕，〔40〕也可作相應(yīng)的簡(jiǎn)化。擺桿〔43〕與托板〔38〕的B面之夾角一般在5°-30°之間，它對(duì)托板兩側(cè)由于重力不平衡所造成的扭矩起抵消的作用。護(hù)罩〔39〕可防塵和盛裝潤(rùn)滑油。
制動(dòng)能再生裝置工作狀態(tài)有十四種，下面根據(jù)其結(jié)構(gòu)分別加以敘述，(1).待充態(tài)在該狀態(tài)中，液壓蓄能器〔26〕剛剛放液完畢，車(chē)輛已經(jīng)起步掛上擋，具備了一定的速度，進(jìn)入正常行駛狀態(tài)。圖1中電磁換向閥〔17〕、〔18〕的電磁鐵1DT、2DT、3DT以及件〔11〕電磁離合器DLM均處于斷電狀態(tài)，電路中的八個(gè)小中間繼電器1J-8J也都處于斷電狀態(tài)，12伏的兩個(gè)蓄電池并接于直流發(fā)電機(jī)的兩極之間，可以同時(shí)充電。油路中的件〔23〕是由一個(gè)單指針式差壓表改制而成，在其指針的零位和左擺后所接觸的位置各加一個(gè)觸點(diǎn)，引出導(dǎo)線，連接電路中3J和4J，并在指針轉(zhuǎn)軸上引出一根導(dǎo)線，連接電路正極。此時(shí)，其指針處于零位。yk3也可用其他差壓式控制元件代替。兩個(gè)壓力繼電器yk1和yk2均處于圖示中的斷開(kāi)位置。件〔13〕只帶動(dòng)件〔12〕并通過(guò)件〔44〕聯(lián)接和離合器的動(dòng)片一起空轉(zhuǎn)，馬達(dá)不工作。
(2).低壓充液狀態(tài)這時(shí)，車(chē)輛由正常行駛轉(zhuǎn)入用本裝置減速制動(dòng)。司機(jī)抬起油門(mén)踏板的同時(shí)，搬下HA開(kāi)關(guān)，再按一下變速箱操縱手柄上的按鈕1QA，發(fā)出信號(hào)?；蛘呤遣幌掳酘A開(kāi)關(guān)，將右腳移到制動(dòng)踏板上，輕輕觸壓踏板表面上的按鈕JZA，此時(shí)踏板并沒(méi)有向下移動(dòng)、摩擦片與制動(dòng)鼓之間并無(wú)摩擦發(fā)生，但也會(huì)發(fā)出同樣的電信號(hào)，使繼電器1J通電，其三個(gè)動(dòng)合、兩個(gè)動(dòng)斷觸頭發(fā)揮作用，綠色信號(hào)燈LXD伴隨1J的通電一直亮下去，電磁鐵線圈2DT、3DT和離合器通電，制動(dòng)燈ZXD亮。兩個(gè)12伏的蓄電池由并聯(lián)變?yōu)榇?lián)，以滿足各電磁鐵以及電磁離合器的額定電壓值。如果車(chē)輛的發(fā)電機(jī)輸出電壓及蓄電池電壓是24伏或各元件額定電壓值均為12伏時(shí)，就不需要這種并聯(lián)變串聯(lián)的轉(zhuǎn)換了。
上述元件動(dòng)作和吸合之后，司機(jī)不需向下踩壓制動(dòng)踏板，就可使車(chē)輛減速。此時(shí)，司機(jī)還可掛空擋使車(chē)輛滑行減速。另外，在控制電路中還裝有可實(shí)現(xiàn)下坡充液貯能、上坡釋放能量的自動(dòng)延時(shí)控制的水銀式下坡開(kāi)關(guān)〔51〕和水銀式上坡開(kāi)關(guān)〔55〕，每個(gè)開(kāi)關(guān)都是由兩粗一細(xì)三段玻璃管充入適量水銀而構(gòu)成，還有電極觸頭。在水平路面平穩(wěn)行駛時(shí)，粗管與路面呈垂直狀態(tài)，細(xì)管與路面相平行并與車(chē)架縱梁的安裝方面基本相同。所謂自動(dòng)延時(shí)控制，就是由于粗、細(xì)管徑的差值較大，水銀從一個(gè)粗管流入另一個(gè)粗管并上升到一定高度，需要一段延遲時(shí)間，當(dāng)車(chē)輛通過(guò)較短的坡路所需時(shí)間只要不超過(guò)這段延遲時(shí)間，水銀開(kāi)關(guān)就不起作用，以防止不必要的減速和加速。這樣一來(lái)，只有當(dāng)下坡坡路的斜度和長(zhǎng)度達(dá)到一定值時(shí)，水銀開(kāi)關(guān)〔51〕才會(huì)將繼電器1J自動(dòng)接通，實(shí)現(xiàn)低壓充液狀態(tài)，以控制下坡速度的增加。同時(shí)，開(kāi)關(guān)〔55〕還切斷了2J的通路，使雙聯(lián)按鈕〔55〕、〔54〕失靈，保證在下坡途中不會(huì)釋放液壓能。
該狀態(tài)中，車(chē)輛的慣性動(dòng)能通過(guò)齒輪〔13〕、〔12〕及離合器〔11〕驅(qū)動(dòng)兩個(gè)作“油泵”用的齒輪馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，使動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?。兩個(gè)馬達(dá)的進(jìn)油口O1、O2都與油箱〔19〕聯(lián)接，出油口P1、P2都經(jīng)〔17〕、〔18〕以及節(jié)流閥〔22〕與蓄能器〔26〕相通，兩個(gè)并聯(lián)馬達(dá)向蓄能器充液，其充液流量是兩個(gè)馬達(dá)輸出流量之和。馬達(dá)〔14〕、〔10〕的泄漏流量流經(jīng)單向閥〔15〕、〔8〕分別回到進(jìn)油口O1、O2，在馬達(dá)參與工作的所有充液狀態(tài)中都是這種流向。
(3).高壓充液狀態(tài)隨著充液的進(jìn)行，件〔26〕的壓力不斷上升，差壓表〔23〕只要有液體向件〔26〕流入(在件〔22〕兩端產(chǎn)生壓力差)，它的指針就向左擺動(dòng)，從而發(fā)出電信號(hào)，使電路中的4J通電，4J的三個(gè)動(dòng)合觸頭接通，低壓力值的壓力繼電器yk2在開(kāi)始充液后立即動(dòng)作，其動(dòng)作壓力值比蓄能器的預(yù)充氮?dú)鈮毫χ蹈叱?-4kg/cm2即可。當(dāng)件〔26〕內(nèi)的壓力升高到接近齒輪馬達(dá)最高壓力額定值的時(shí)候，繼電器yk1動(dòng)作，發(fā)出電信號(hào)使3DT斷電。其它元件一律保持低壓，充液時(shí)工作狀態(tài)。這時(shí)，來(lái)自油箱〔19〕的低壓油從件〔14〕的O1口流入，增壓后從P1口流出，又進(jìn)入件〔10〕的O2口進(jìn)行第二次升壓，最后從P2口流出入〔26〕進(jìn)行高壓充液，這時(shí)兩個(gè)齒輪馬達(dá)相串聯(lián)，每個(gè)馬達(dá)所承受的壓力為蓄能器壓力的一半，輸出流量是一個(gè)馬達(dá)的流量。件〔21〕溢流閥對(duì)油路起安全保護(hù)作用，使〔26〕內(nèi)的壓力升高到一定數(shù)值就不再繼續(xù)升高。
(4).停止充液狀態(tài)當(dāng)車(chē)輛受到油馬達(dá)的阻力矩最終停車(chē)時(shí)，對(duì)件〔26〕的充液也就停止，yk3兩端的壓差消失，指針自動(dòng)擺回零位，發(fā)出電信號(hào)，使電路中的3J通電，它的一個(gè)動(dòng)合觸頭和兩個(gè)動(dòng)斷觸頭發(fā)揮作用，使2DT和DLM斷電，高壓油液便被封閉在〔26〕中，雖然〔18〕、〔21〕以及其它元件都不可避免地有泄漏，但由于液控單向閥〔27〕的存在截?cái)嗔思?8〕、〔21〕泄漏流量的去路，件〔14〕的O1口在上一狀態(tài)中是與油箱相連通，一時(shí)不會(huì)將〔27〕打開(kāi)，故〔27〕能起到一定的保壓作用。
另外，由于特殊場(chǎng)合的需要，當(dāng)車(chē)輛由減速制動(dòng)轉(zhuǎn)為空擋滑行、由減速轉(zhuǎn)為慢速行駛以及車(chē)輛下坡之后遇到平路勻速行駛的時(shí)候，這時(shí)只需按動(dòng)減速貯能提前解除按鈕〔60〕，或?qū)⒂夷_抬離制動(dòng)踏板表面，此時(shí)車(chē)輛雖然仍處于運(yùn)行之中，但照樣實(shí)現(xiàn)3J通電、2DT和DLM斷電的停止充液狀態(tài)。值得注意的是，按動(dòng)〔60〕或抬離制動(dòng)踏板后，如要使車(chē)輛再次減速，就必須向下踩壓制動(dòng)踏板，使3JA在踏板稍一移動(dòng)時(shí)接通。而絕對(duì)不允許采用再次按動(dòng)1QA或?qū)⒂夷_移到油門(mén)踏板上去觸壓JYA按鈕。
(5).高壓放液狀態(tài)處于停止充液狀態(tài)的車(chē)輛需要起步或加速時(shí)，才可第二次按動(dòng)1QA，或者輕輕踩壓油門(mén)踏板表面的JyA，此時(shí)油門(mén)踏板并沒(méi)有向下移動(dòng)，油門(mén)并沒(méi)有加大，但因?yàn)镴yA的接通也會(huì)發(fā)出電信號(hào)，使電路中的2J通電，它的四個(gè)動(dòng)合觸頭和兩個(gè)動(dòng)斷觸頭發(fā)揮作用，將3J斷電，1J、1DT和DLM通電，這時(shí)高壓油液從件〔26〕中放出，經(jīng)件〔22〕、〔18〕而流入〔14〕的O1口，從P1口流出，再經(jīng)件〔17〕流入O2口，最后從P2口流出到油箱。雖然跟高壓充液時(shí)的流向一致，但從O1口流入的是高壓油液，從P2口流出的是低壓油液，從壓力值大小上與充液時(shí)相反。此時(shí)，油路中件〔10〕、〔14〕將件〔26〕內(nèi)的液壓能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能，并通過(guò)件〔11〕、〔12〕、〔13〕傳遞到傳動(dòng)軸上推動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)。
不難看當(dāng)，當(dāng)車(chē)輛處于高壓充液狀態(tài)時(shí)，按動(dòng)1QA按鈕或觸壓JyA開(kāi)關(guān)，便可以躍過(guò)停止充液狀態(tài)，而直接轉(zhuǎn)入到上述的高壓放液狀態(tài)中來(lái)，車(chē)輛相應(yīng)地也就從減速直接轉(zhuǎn)入了加速。還有，在前面的高壓充液或停止充液狀態(tài)中，只要車(chē)輛遇到上坡路面，并具有一定的坡度和長(zhǎng)度，水銀開(kāi)關(guān)〔55〕就會(huì)自動(dòng)地發(fā)出電信號(hào)，使本裝置也轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏悍乓籂顟B(tài)。
該狀態(tài)中，馬達(dá)〔14〕、〔10〕的泄漏流量，流經(jīng)單向閥〔16〕、〔9〕分別回到出油口P1、P2，在馬達(dá)參與工作的所有放液狀態(tài)中都是這種流向。
(6).低壓放液狀態(tài)當(dāng)件〔26〕隨著油液的放出，使其壓力降低到單個(gè)油馬達(dá)的額定值時(shí)，yk1自動(dòng)彈回，發(fā)出電信號(hào)，使3DT通電，這時(shí)兩個(gè)齒輪馬達(dá)便由高壓放液時(shí)的“串聯(lián)放液”變?yōu)椤安⒙?lián)放液”了。高壓油液從O1和O2同時(shí)流入。低壓油液又從P1和P2同時(shí)流出到油箱。
當(dāng)車(chē)輛還處于低壓充液狀態(tài)的時(shí)候，按動(dòng)1QA或觸壓JyA，便可跳過(guò)中間所有的工作狀態(tài)，而直接轉(zhuǎn)入到低壓放液狀態(tài)中來(lái)，剛剛開(kāi)始減速的車(chē)輛又馬上轉(zhuǎn)入加速行駛。
當(dāng)件〔26〕內(nèi)的油液即將放完的時(shí)候，yk2作彈回動(dòng)作，將電路中的5J接通，其唯一使用的一個(gè)動(dòng)斷觸頭斷開(kāi)，使系統(tǒng)全部斷電，轉(zhuǎn)入待充態(tài)，車(chē)輛勻速行駛。從而，完成一個(gè)由無(wú)摩擦減速、制動(dòng)到加速、起步的動(dòng)作循環(huán)。
(7).高壓待充態(tài)當(dāng)裝置處于停止充液狀態(tài)車(chē)輛停止運(yùn)行時(shí)，可能要過(guò)很久的時(shí)間才能再次起步。這時(shí)沒(méi)有必要讓1J、3J、4J和駕駛室內(nèi)的LXD長(zhǎng)期通電。將其全部斷電的方式有以下三種第一種是打開(kāi)司機(jī)門(mén)，被車(chē)門(mén)所壓合著的按鈕MA彈開(kāi)，使整個(gè)系統(tǒng)全部斷電，再關(guān)上司機(jī)門(mén)也不會(huì)再通電，這很適合司機(jī)下車(chē)的情況;第二種是按動(dòng)TA按鈕，但按動(dòng)之前司機(jī)的右腳就離開(kāi)制動(dòng)踏板和油門(mén)踏板，不得再去踩壓，否則，車(chē)輛會(huì)出現(xiàn)倒行或起步;第三種是打開(kāi)TKA開(kāi)關(guān)，所有按鈕及開(kāi)關(guān)全部斷電失靈，待重新起步之前再合上開(kāi)關(guān)。此狀態(tài)與待充態(tài)相比，唯一的區(qū)別是件〔26〕內(nèi)仍蓄有高壓油液，故稱為高壓待充態(tài)。
(8).倒行放液狀態(tài)當(dāng)車(chē)輛制動(dòng)停車(chē)并按動(dòng)TA按鈕，使裝置處于高壓待充態(tài)時(shí)，只要再按一下1QA按鈕或用右腳去觸壓JZA按鈕，就會(huì)發(fā)出電信號(hào)，使1J通電，2DT和DLM也被接通，油路中件〔26〕內(nèi)的高壓油液流經(jīng)P2、O2、P1和O1口而進(jìn)入油箱，帶動(dòng)齒輪馬達(dá)以及傳動(dòng)軸反向旋轉(zhuǎn)。同樣，當(dāng)壓力降低后3DT又通電，馬達(dá)由串聯(lián)變并聯(lián)。
該狀態(tài)中，由于yk3的指針是向右擺動(dòng)，4J斷電，所以JyA的通、斷對(duì)于倒行放液狀態(tài)不產(chǎn)生任何影響。但是，當(dāng)車(chē)輛的倒行速度達(dá)到一定值壓力表上所指示的P3的值接近于充氣壓力時(shí)，司機(jī)必須再重新按動(dòng)TA，使該狀態(tài)結(jié)束。
(9).緊急充液狀態(tài)車(chē)輛行駛中不管裝置處于哪一種工作狀態(tài)，遇有緊急情況時(shí)司機(jī)只要用力踩壓制動(dòng)踏板，就可以使裝置迅速轉(zhuǎn)入到該狀態(tài)中來(lái)。也就是說(shuō)緊急充液狀態(tài)具有顯著的排它性特點(diǎn)。其控制信號(hào)由安裝在制動(dòng)踏板下面的行程開(kāi)關(guān)3JA發(fā)出，踏板向下稍一移動(dòng)，它便閉合，使得6J通電，它的三個(gè)動(dòng)合觸頭和3個(gè)動(dòng)斷觸頭發(fā)揮作用，電路中1J、4J、DLM、2DT、3DT(yk1不動(dòng)作時(shí))通電。此時(shí)，不僅件〔10〕、〔14〕被接通發(fā)揮其制動(dòng)作用，而且，車(chē)輛原制動(dòng)器中的摩擦片或其它的馬達(dá)元件組也相繼發(fā)揮制動(dòng)作用。所以，此狀態(tài)又可稱為二次制動(dòng)充液，依次還可有三次、四次。若有摩擦片時(shí)它只在最后一次中起作用。司機(jī)應(yīng)注意的是，踩制動(dòng)踏板的力不必過(guò)大過(guò)猛，防止車(chē)輪在路面拖滑。因?yàn)檐?chē)輛是拖滑時(shí)剎車(chē)效果比車(chē)輪滾動(dòng)時(shí)低得多。
其它馬達(dá)元件組在圖1中沒(méi)有畫(huà)出，如需要聯(lián)入時(shí)，只須將各馬達(dá)元件組的O1、O2、P1和P2四個(gè)油口各連接一個(gè)向馬達(dá)內(nèi)流進(jìn)油液時(shí)呈截止態(tài)的液控單向閥，然后再與圖1中件〔10〕、件〔14〕的同名油口相聯(lián)接，使馬達(dá)元件組與組之間呈并聯(lián)聯(lián)接關(guān)系。不工作的馬達(dá)元件組不影響正在工作著的元件組。當(dāng)需要某一新元件組工作時(shí)，離合構(gòu)件接通的同時(shí)，該組中的液控單向閥由于控制口通入了高壓油液而全部打開(kāi)，從而進(jìn)一步增大了作用力矩。有幾個(gè)待用的馬達(dá)元件組，就在制動(dòng)踏板下備有幾個(gè)行程開(kāi)關(guān)。油門(mén)踏板下做同樣安裝，從而在高壓放液狀態(tài)中進(jìn)一步增大起步力矩。當(dāng)車(chē)輛停止前進(jìn)時(shí)，司機(jī)抬起制動(dòng)踏板，3JA斷開(kāi)，6J、DLM及通電的電磁鐵斷電，裝置由緊急充液狀態(tài)自動(dòng)轉(zhuǎn)入停止充液狀態(tài)。
(10).轉(zhuǎn)向充液狀態(tài)電路中的開(kāi)關(guān)5KA是專門(mén)實(shí)現(xiàn)該狀態(tài)的，它安裝在轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)的正下方，并且開(kāi)關(guān)方向一致，緊靠在一起。車(chē)輛在轉(zhuǎn)向行駛之前，司機(jī)在搬動(dòng)轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)的同時(shí)，5KA也被連帶著一起同向搬動(dòng)。但無(wú)論搬到哪一方，5KA都會(huì)把6J接通，同樣都使1J、4J、DLM和電磁鐵通電。這時(shí)司機(jī)只須抬起油門(mén)踏板、不去踩壓制動(dòng)踏板，就可實(shí)現(xiàn)在減速中轉(zhuǎn)向的理想行駛情況。轉(zhuǎn)向結(jié)束之后，如果車(chē)輛馬上就可加速時(shí)，司機(jī)的右腳只要不離開(kāi)油門(mén)踏板，使雙聯(lián)按鈕JyA處于接通狀態(tài)，那么在搬回轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)和5KA的同時(shí)，裝置就自動(dòng)地轉(zhuǎn)入了釋放液壓能的高壓放液和低壓放液狀態(tài)，從而使車(chē)輛加速。如果轉(zhuǎn)向后車(chē)輛不需要加速，在搬回5KA之前，司機(jī)的右腳離開(kāi)油門(mén)踏板，相應(yīng)地也就使裝置由轉(zhuǎn)向充液狀態(tài)轉(zhuǎn)入停止充液狀態(tài)。
(11).自動(dòng)放液狀態(tài)當(dāng)車(chē)輛勻速行駛、裝置處于待充態(tài)時(shí)，司機(jī)的右腳一直是踩在油門(mén)踏板上。由于振動(dòng)能回收裝置的存在(下面有詳細(xì)說(shuō)明)，它不斷地向蓄能器〔26〕內(nèi)充入高壓油液，使其壓力不斷上升。當(dāng)上升到一定數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入前面的狀態(tài)(7)高壓待充態(tài)，yk1動(dòng)作發(fā)出電信號(hào)，使電路中的音響喇叭LB、紅色信號(hào)燈HXD和繼電器8J通電。在元件的選定時(shí)要保證這三個(gè)元件并聯(lián)后的電阻值比DLM和2DT并聯(lián)后的阻值大得多，使DLM和2DT(額定電壓24伏)在通電的瞬間絕對(duì)不會(huì)動(dòng)作，但8J卻保證能動(dòng)作，其兩個(gè)動(dòng)合觸頭發(fā)揮作用。又使7J通電，7J的三個(gè)動(dòng)合觸頭和一個(gè)動(dòng)斷觸頭發(fā)揮作用，將電路中的1J、2J、1DT、8DT和DLM全都接通，系統(tǒng)在轉(zhuǎn)入高壓放液狀態(tài)的同時(shí)，還會(huì)自動(dòng)地把車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)關(guān)小，該動(dòng)作是圖2中的換向閥〔30〕來(lái)完成的，該件串接在燃油濾清器〔33〕和膜片泵〔32〕之間，由于8DT的通電它就迫使燃油從一旁的節(jié)流閥〔31〕中流過(guò)，減小了供油量，可使車(chē)輛穩(wěn)定行駛。
此時(shí)，油門(mén)踏板對(duì)油門(mén)的控制已經(jīng)失靈，但由于在油門(mén)踏板的下面還安有一個(gè)自動(dòng)關(guān)油門(mén)的解除開(kāi)關(guān)〔58〕，當(dāng)油門(mén)踏板被踩到最下面的極限位置時(shí)才受壓斷開(kāi)。一般行駛中yQA是不會(huì)斷開(kāi)的，對(duì)于前面敘述過(guò)的停車(chē)后又轉(zhuǎn)入高壓待充態(tài)，如將車(chē)輛再次起步，僅靠自動(dòng)放液釋放的能量可能不足以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，即，起步時(shí)司機(jī)剛一踩油門(mén)踏板，就發(fā)現(xiàn)HXD發(fā)亮并聽(tīng)到LB的響聲，車(chē)輛有可能沒(méi)有起步的跡象，這時(shí)司機(jī)就可繼續(xù)猛踩油門(mén)并掛上前進(jìn)擋，直到把yQA壓下，使7J、8J和8DT斷電，這時(shí)油門(mén)才會(huì)加大，使發(fā)動(dòng)機(jī)的能量和高壓放液狀態(tài)繼續(xù)放出的能量相匯合，共同驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)。當(dāng)車(chē)輛具備了起步速度司機(jī)只要稍抬油門(mén)踏板，yk1不彈回裝置就又會(huì)轉(zhuǎn)入到自動(dòng)放液狀態(tài)。
對(duì)于市外跑運(yùn)輸?shù)慕煌ㄜ?chē)輛，自動(dòng)放液狀態(tài)在行駛中將會(huì)頻繁地出現(xiàn)，一般每過(guò)2-5分鐘重復(fù)出現(xiàn)一次。因此，本狀態(tài)是最能體現(xiàn)節(jié)能作用的狀態(tài)之一。只要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整節(jié)流閥〔31〕和yk1，使在該狀態(tài)中因關(guān)小油門(mén)所節(jié)省的能量正好由自動(dòng)放液所輸出的能量來(lái)彌補(bǔ)、或者是彌補(bǔ)后還略有剩余。為了保持車(chē)速的平穩(wěn)性，讓能量釋放得慢一些，3DT一直處于斷電狀態(tài)。由于JZA按鈕在接通1J同時(shí)還將2J斷開(kāi)，因此，由自動(dòng)放液狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低壓充液和緊急充液狀態(tài)是很容易的。
(12).倒行充液狀態(tài)當(dāng)車(chē)輛倒行時(shí)，將安裝在油門(mén)踏板與制動(dòng)踏板交界處前方或其它位置的雙聯(lián)按鈕DA以右腳尖踩壓，右腳腳跟移到制動(dòng)踏板上，就可使電路中7J、1J、2J、件〔11〕和1DT通電，油馬達(dá)〔10〕和〔14〕的P2口流入低壓油液，O1口輸出高壓油液，對(duì)蓄能器〔26〕充液，從而對(duì)倒行的車(chē)輛產(chǎn)生減速制動(dòng)作用;當(dāng)右腳腳尖抬起時(shí)，DA按鈕〔61〕打開(kāi)，該狀態(tài)也隨之結(jié)束。
(13).提前放液狀態(tài)在車(chē)輛正常行駛時(shí)，如前方遇到較徒的一小段上坡路，水銀開(kāi)關(guān)來(lái)不及接通就會(huì)爬到坡頂。此時(shí)蓄能器〔26〕已貯有油液但繼電器yk1尚未動(dòng)作，司機(jī)可用右腳腳尖去踩壓雙聯(lián)按鈕DA，右腳腳跟仍留在油門(mén)踏板上，電路中通電的元件與上一個(gè)狀態(tài)相同，但油液流向及馬達(dá)轉(zhuǎn)向相反。此時(shí)車(chē)輛不加大油門(mén)就增加了一個(gè)前進(jìn)的動(dòng)力矩，促使車(chē)輛加速闖過(guò)坡路，抬起右腳尖，該狀態(tài)隨即結(jié)束。
(14).切斷狀態(tài)當(dāng)制動(dòng)節(jié)能系統(tǒng)因使用過(guò)久出現(xiàn)故障時(shí)，司機(jī)只需打開(kāi)TKA開(kāi)關(guān)，將件〔28〕換向閥板拉為中間位置，整個(gè)制動(dòng)再生裝置即停止工作。振動(dòng)能回收裝置輸出的高壓油液，也從連接〔28〕的管路中流回油箱。車(chē)輛按原有的操縱方式行駛，不會(huì)發(fā)生因制動(dòng)再生裝置損壞而使車(chē)輛拋錨的現(xiàn)象。如采用拉線，拉動(dòng)件〔28〕時(shí)，駕駛員不用離開(kāi)座位;也不用停車(chē)就可完成切斷狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。
可見(jiàn)，制動(dòng)再生裝置構(gòu)成簡(jiǎn)單，功能齊全。考慮到該裝置可在不同種類(lèi)的車(chē)輛上安裝使用，在圖4的控制電路中基本上是設(shè)置了手動(dòng)和腳踏兩種控制方式。例如車(chē)輛的減速和加速既可以板下開(kāi)關(guān)〔47〕用1QA這一個(gè)按鈕手動(dòng)完成，也可以用踏板表面上的按鈕腳踩完成。對(duì)于具體的一種交通車(chē)輛，沒(méi)有必要將這兩種控制方式全都安裝上，選用一種即可。比如對(duì)汽車(chē)一類(lèi)的車(chē)輛以采用腳踏為宜。因?yàn)樵摽刂品绞酵耆纤緳C(jī)的操作習(xí)慣，右腳只要輕輕觸壓制動(dòng)踏板，車(chē)輛就減速，再去觸壓油門(mén)踏板的時(shí)候，車(chē)輛就加速。這就降低了司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度(汽車(chē)上制動(dòng)踏板踏力可達(dá)七十公斤)。
振動(dòng)能量回收裝置主要是由圖1中的元件〔1〕-〔7〕共七個(gè)元件組成，其中單向閥〔6〕與蓄能器〔26〕相連接，它只允許該系統(tǒng)向〔26〕內(nèi)充入高壓油液，而不允許件〔26〕內(nèi)的液體流回裝置中。單向閥〔7〕則是向裝置提供低壓油液的，它與油箱〔19〕相通。裝置中的單出桿油缸〔1〕是用來(lái)取代減震器的，并且可用減震器改制而成，但改制后應(yīng)保證其安裝尺寸不變，原減震器活塞上的窄小孔隙必須全部封死，并在強(qiáng)度提高后的簡(jiǎn)壁兩端各開(kāi)一個(gè)通油孔，其安裝位置與原減震器完全相同，可對(duì)支架予以加強(qiáng)。一般來(lái)說(shuō)每個(gè)車(chē)橋上都安裝有兩個(gè)振動(dòng)能量回收裝置，彼此各相獨(dú)立、互不影響，在圖1中就安裝有四個(gè)這樣的裝置。該系統(tǒng)的工作狀態(tài)有以下五種。
(15).正常充液狀態(tài)車(chē)輛在平直的公路上行駛時(shí)，四個(gè)裝置中的電磁鐵4DT、5DT、6DT、7DT處于斷電狀態(tài)，由于車(chē)輛的振動(dòng)，車(chē)身與車(chē)橋之間的距離縮短時(shí)，件〔1〕中活塞的運(yùn)動(dòng)為壓縮行程，此時(shí)，沒(méi)有低壓油液向系統(tǒng)中補(bǔ)充，系統(tǒng)的連接方式為差動(dòng)連接，所排出的油液容積只是活塞桿部分的容積。而在活塞運(yùn)動(dòng)方向相反的拉伸行程中，單向閥〔7〕被打開(kāi)，由油箱〔19〕給件〔1〕的無(wú)桿腔提供低壓油液，有桿腔流出的高壓油液經(jīng)件〔6〕全部輸出?？梢?jiàn)，在上述兩個(gè)行程中的高壓油液向外輸出，并且都是流經(jīng)件〔34〕節(jié)流閥而充入蓄能器〔26〕中，順序閥〔35〕在該狀態(tài)中始終是關(guān)閉著的。此時(shí)，件〔2〕不通電，件〔3〕不起作用。
下面對(duì)其特性進(jìn)行分析討論件〔26〕只要有油液充入，其壓力就應(yīng)該升高，但由于該件的容量足夠大，充液流量很小，所以短時(shí)間內(nèi)壓力增加的量值相對(duì)于總壓力值來(lái)說(shuō)是非常微小的。對(duì)于振動(dòng)中的一個(gè)行程來(lái)講，我們不妨忽略這個(gè)壓力增量，認(rèn)為件〔26〕中的壓力是一個(gè)常量P0，并忽略活塞運(yùn)動(dòng)中的摩擦阻力，則單出桿油缸的總阻尼力F總可表示為F總＝P0·S+△P·S＝F+△F (1)式中S代表活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)的有效作用面積，壓縮行程中它的值等于活塞桿截面面積S1，拉伸行程中其值為有桿腔作用面積S2，件〔1〕從結(jié)構(gòu)上都保證使S2＞S1，那么，正常充液狀態(tài)恰好能滿足原減震器的壓縮阻尼力小、拉伸阻尼力大的特性要求。
由于恒值阻力F＝P0·S與振動(dòng)速度的大小毫無(wú)關(guān)系，減振阻力△F＝△P·S的值，完全是由于振動(dòng)才引起的，所以，構(gòu)成F總的兩個(gè)分力從性質(zhì)上來(lái)說(shuō)是截然不同的。我們不妨把轉(zhuǎn)換缸〔1〕看作是由兩個(gè)元件組合而成的，其中一個(gè)是恒值阻力元件，另一個(gè)是減震元件。我們把件〔1〕至件〔26〕的管路與件〔34〕一起等效成細(xì)長(zhǎng)小孔，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)上的經(jīng)驗(yàn)公式，屬于減震元件的阻尼力△F就可用下面的公式表示出來(lái)。
△ F = △P ·S = 7.2Vd2L S = 7.2d Zd t·4Sπ d2d2L S]]>＝ (28.8S2L)/(πd2) · (dZ)/(dt) ＝K· (dZ)/(dt) (公斤) (2)式中△P-等效細(xì)長(zhǎng)小孔內(nèi)的壓力損失(公斤/厘米2);
S-活塞有效作用面積(厘米2);
V-細(xì)長(zhǎng)小孔中油液的速度(米/秒);
d-細(xì)長(zhǎng)小孔的內(nèi)徑(毫米);
L-細(xì)長(zhǎng)小孔的長(zhǎng)度(米);
(dZ)/(dt) -車(chē)輛振動(dòng)速度瞬時(shí)值(米/秒);
K-減震元件阻力系數(shù)，它是一個(gè)常數(shù)。
可見(jiàn)，只要我們將件〔34〕選定為細(xì)長(zhǎng)小孔型的節(jié)流閥，減震元件的作用就會(huì)變得與原減震器完全相同，其阻尼力也是與振動(dòng)速度成比例，表達(dá)式是一樣的。
此時(shí)，如取車(chē)輛質(zhì)量分配系數(shù)ε＝1，單一振動(dòng)系統(tǒng)懸掛質(zhì)量M的自由振動(dòng)微分方程式可寫(xiě)為M (d2Z)/(dt2) +K (dZ)/(dt) +CZ+F=0 (3)
若令2h＝ (K)/(M) 則上式可改寫(xiě)為(d2Z)/(dt2) +2h (dZ)/(dt) +W2Z＝- (F)/(M) (4)式中W =CM]]>-車(chē)輛自由振動(dòng)偏頻;
C-懸架剛度。
方程式(4)所對(duì)應(yīng)的齊次方程就是安裝原減震器時(shí)的微分方程式(d2Z)/(dt2) +2h (dZ)/(dt) +W2Z＝0 (5)一般h＜w，在此情況下，方程式(5)的解為Z = A ·e- h t·s i n (w2- h2·t + φ)]]>(6)設(shè)(4)式特解的形式為Z＊＝b則有Z＊′＝Z＊″＝0代入到方程式(4)中得Z＊= -FM W2= -FMCM= -FC]]>那么，方程式(4)的解為Z = A ·e- h t·s i n (w2- h2·t + φ ) -FC]]>(7)設(shè)在壓縮行程中Z為正值，剛度C與Z之乘積構(gòu)成的懸掛彈力與恒阻力F方向相同，都與振動(dòng)方向相反，故此當(dāng)Z為正值時(shí)， (F)/(C) 也為正值;而在拉伸行程中Z為負(fù)值，懸掛彈力的方向與恒阻力F方向相反，則 (F)/(CZ) 也變?yōu)樨?fù)值。由上述結(jié)論出發(fā)去比較(7)式與(6)式就可發(fā)現(xiàn)裝上恒值阻力元件后，雖然其阻尼振動(dòng)頻率沒(méi)有改變，但使得振動(dòng)的振幅又進(jìn)一步衰減了，會(huì)更快地趨向于穩(wěn)定，這一衰減作用還隨件〔26〕內(nèi)壓力的升高而增強(qiáng)。
另一方面，提高F值后還會(huì)進(jìn)一步減輕懸架實(shí)際承受的壓力和沖擊力，從而使得車(chē)輛的承載能力得到提高。彈性元件的壽命也會(huì)因之而大大延長(zhǎng)。當(dāng)然，F(xiàn)的提高必須限制在一定的范圍內(nèi)，要考慮元件〔1〕兩端連接強(qiáng)度的允許，及件〔26〕壓力值對(duì)制動(dòng)蓄能器備用予留、并保證釋放液壓能時(shí)車(chē)速盡量平穩(wěn)。前面的自動(dòng)放液狀態(tài)就是專為限制F的最高值而設(shè)計(jì)的。
(16).強(qiáng)制充液狀態(tài)在前面狀態(tài)(9)緊急充液和狀態(tài)(10)轉(zhuǎn)向充液中，由于慣性力的作用，車(chē)身會(huì)向前、向轉(zhuǎn)向的外側(cè)突然傾斜，這兩種傾斜都會(huì)給單出桿油缸〔1〕帶來(lái)大幅度的壓縮和伸張，并給車(chē)輛的懸架一個(gè)很大的沖擊力。為了增加液壓能的輸出，使這一沖擊能量被件〔26〕吸收的更多一些。此時(shí)，振動(dòng)能量回收裝置油路方向控制閥包括一個(gè)二位三通電磁控制閥〔2〕和五個(gè)單向閥〔3〕、〔4〕、〔5〕、〔6〕、〔7〕。上述(9)、(10)兩個(gè)狀態(tài)中，在完成原動(dòng)作的同時(shí)，還使4DT、5DT、6DT、7DT全部通電，使件〔1〕在壓縮行程中，無(wú)桿腔排出的油液經(jīng)件〔5〕、件〔6〕而全部向外輸出，不再是差動(dòng)連接的形式了，并且低壓油液此時(shí)是經(jīng)件〔3〕向有桿腔充入，在拉伸行程中則是經(jīng)件〔4〕、件〔6〕向件〔26〕充液，低壓油液仍是經(jīng)件〔7〕流入。
由于該狀態(tài)是與制動(dòng)再生裝置同時(shí)工作，所以，強(qiáng)制充液的設(shè)置還會(huì)有效地提高件〔10〕、件〔14〕的制動(dòng)力矩，使車(chē)輛盡塊地減速。另外還可以改善車(chē)輛的轉(zhuǎn)向特性，穩(wěn)定轉(zhuǎn)向半徑，提高承載能力。
振動(dòng)能量回收裝置在有軌車(chē)輛上應(yīng)用時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)大幅度的振動(dòng)，所以只具有正常充液狀態(tài)，沒(méi)有強(qiáng)制充液。相應(yīng)地就可把圖1中的元件〔2〕以直通油管代替，元件〔3〕、〔4〕及與其直接連接的管路也都省去，只剩下三個(gè)單向閥〔5〕、〔6〕、〔7〕與件〔1〕聯(lián)接成上一狀態(tài)中的差動(dòng)聯(lián)接方式。
(17).凸凹充液狀態(tài)當(dāng)車(chē)輛行駛中遇到近于搓板路的凸凹不平路面時(shí)，既時(shí)車(chē)速很慢也還會(huì)使車(chē)身劇烈顛簸，為了避免懸架系統(tǒng)擊穿(碰撞緩沖塊)，提高輸出油液的流量，司機(jī)可以暫時(shí)地把電路中的5KA開(kāi)關(guān)連同安裝在它下面的4KA開(kāi)關(guān)一起向右搬動(dòng)，使電路中的1J、3J、4J、6J、4D、T、5DT、6DT、7DT通電，振動(dòng)能回收裝置按狀態(tài)(16)中的方式單獨(dú)工作，制動(dòng)再生裝置不工作。該狀態(tài)持續(xù)一段時(shí)間之后，因yk1的動(dòng)作將HXD和LB支線接通，司機(jī)發(fā)現(xiàn)紅燈信號(hào)或聽(tīng)到喇叭音響時(shí)，就應(yīng)把4KA和5KA一同搬回中間位置。此時(shí)，只要司機(jī)的右腳仍踩在油門(mén)踏板上，裝置馬上就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入高壓放液狀態(tài)。
(18).卸荷充液狀態(tài)在節(jié)流閥〔34〕一旁還并聯(lián)有可實(shí)現(xiàn)卸荷充液的順序閥〔35〕。當(dāng)車(chē)身振幅達(dá)到一定值時(shí)(例如3厘米)，不管振動(dòng)能回收裝置處于哪種工作狀態(tài)，順序閥〔35〕都要自動(dòng)打開(kāi)，從而減小油液沿程壓力損失△P的值，降低減震阻力△F，使車(chē)身所受的沖擊力變小。
我們不妨假設(shè)一種△P、△F都減小到零的極限情況，那時(shí)元件〔1〕只剩下一個(gè)恒值阻力F＝P0·S，活塞移動(dòng)到任何一個(gè)位置它都要受到這個(gè)不變的阻力值。當(dāng)件〔1〕處于壓縮行程時(shí)，力F只抵消車(chē)身重力中恒定的一部分，這時(shí)如果車(chē)輪又突然新增了一個(gè)向上的沖擊力時(shí)，這時(shí)力F中拿不出任何一點(diǎn)力來(lái)抵消這個(gè)沖擊力，而全部由懸掛中的彈性元件把沖擊力吸收了去，也就是說(shuō)，恒力F不能夠把額外的沖擊力傳到車(chē)身上來(lái)，因此，降低車(chē)身所受沖擊力的唯一有效的方法，就是減小△P和△F的值。
(19).載重量測(cè)量狀態(tài)。在各個(gè)振動(dòng)能量回收裝置匯合后的輸出管路中，還串聯(lián)有一個(gè)三位三通換向閥〔28〕，在分油路中還具有可測(cè)量每個(gè)單出桿油缸內(nèi)壓力、顯示出各車(chē)輪重力分配情況;從而可測(cè)出車(chē)輛實(shí)際載貨重量的壓力重力表。在裝載貨物之前，司機(jī)先將圖1中三位三通手動(dòng)換向閥〔28〕由圖示位置板拉至左位，但在板拉的過(guò)程中，換向閥〔28〕必定經(jīng)過(guò)中間位置使四個(gè)單出桿油缸全部卸荷，也就是說(shuō)在扳至左位時(shí)，缸內(nèi)油壓已經(jīng)降到接近于零值了。此時(shí)車(chē)輛的空車(chē)重量全部由懸掛裝置來(lái)承受，再往車(chē)上裝載貨物時(shí)，由于各個(gè)單出桿油缸的出油口均被封死，而變成了剛性的支承元件，因此，所裝貨物的重量將由四個(gè)油缸通過(guò)升高缸內(nèi)油液的壓力來(lái)全部承受，我們只須旋轉(zhuǎn)組合元件〔29〕中的壓力表開(kāi)關(guān)，分別測(cè)量P6、P7、P8及P9四個(gè)壓力值及重力值的大小，就可得知裝載貨物的重量及其各車(chē)輪重力分配的情況。
當(dāng)然，所裝貨物的重量也必須是在一定的數(shù)值范圍內(nèi)，為單出桿油缸的強(qiáng)度所允許。所謂壓力重力表，只是在壓力表上的壓力數(shù)值外面再添加上相應(yīng)的重力數(shù)值即可，并且兩個(gè)數(shù)值只差一個(gè)比例常數(shù)，當(dāng)單出桿油缸按圖示正常充液時(shí)的差動(dòng)聯(lián)接方式聯(lián)接時(shí)，該比例常數(shù)就是活塞桿的截面面積。如果再設(shè)置一個(gè)按鈕和一個(gè)小中間繼電器，只將電路中的4DT、5DT、6DT、7DT和1J接通，那么，按動(dòng)按鈕后比例常數(shù)就是無(wú)桿腔活塞的作用面積了，此時(shí)換向閥〔28〕也可改為電磁控制或采用標(biāo)準(zhǔn)元件組合而成。
補(bǔ)正書(shū)替換頁(yè)④文件名稱 頁(yè) 行 補(bǔ)正前 補(bǔ)正后說(shuō)明書(shū) 8 11 同樣的 制動(dòng)的14 2 放液和低壓 放液或低壓22 13 旋轉(zhuǎn)組合元件 旋轉(zhuǎn)顯示元件9 13 流向。 流向。馬達(dá)軸端如密封差可加強(qiáng)。
10 1 續(xù)升高。 續(xù)升高，該狀態(tài)一般時(shí)間也很短。
11 4 前進(jìn)。 前進(jìn)。該狀態(tài)一般時(shí)間也很短。
11 10 態(tài)。
11 11 該狀態(tài)中， 態(tài)。該狀態(tài)中，11 13 流向。 流向。在狀態(tài)(3)和本狀態(tài)中，可調(diào)整各單向閥壓簧彈壓力，改變泄漏流量，使件〔14〕和〔10〕的進(jìn)出口壓差趨于相等。
12 9 結(jié)束。 結(jié)束，由于件〔27〕的低壓阻滯和違反操作習(xí)慣，該狀態(tài)盡量不用。
13 1 車(chē)輛原制動(dòng)器 各種交通車(chē)輛13 6 在圖1中沒(méi)有畫(huà)出， 在重型的交通車(chē)輛中15 4 裝置就又會(huì)轉(zhuǎn)入到自動(dòng)放 裝置又自動(dòng)放液。若踏壓DA液狀態(tài)。 按鈕也可使該狀態(tài)提前解除。
17 1 系統(tǒng)的 裝置的17 5 系統(tǒng)中補(bǔ)充，系統(tǒng)的 裝置中補(bǔ)充，裝置的
④文件名稱 頁(yè) 行 補(bǔ)正前 補(bǔ)正后17 8 在上述兩個(gè)行程中的 上述兩個(gè)行程中都有17 10 件〔2〕不通 件〔4〕在該狀態(tài)中的17 11 件〔3〕 作用與件〔5〕，〔7〕的作用相重復(fù)，件〔3〕說(shuō)明書(shū) 18 19 M的 M在18 20 自由 壓縮行程中的自由20 1 升高而增強(qiáng)。 振幅的同樣結(jié)論，并且，衰減作用的大小隨件〔26〕內(nèi)壓力的升高而增強(qiáng)。
19 14 設(shè)在壓縮行程中Z為正值， 在壓縮行程中，由于恒阻力-19 ……這一衰減作用還隨件 F與懸掛彈力CZ方向相同，〔26〕內(nèi)壓力的 ……不難分析，也會(huì)得出只衰減。
說(shuō)明書(shū)摘要 1 2 閥類(lèi)和機(jī)械 將剎車(chē)時(shí)的1 3 聯(lián)接機(jī)構(gòu)完成動(dòng)能和液壓 慣性動(dòng)能回收，在加速時(shí)推能的相互轉(zhuǎn)換， 動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)，1 5 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 操作方便，
權(quán)利要求
1.一種車(chē)輛再生制動(dòng)裝置，該裝置中離合構(gòu)件與液壓油馬達(dá)連接，液壓油馬達(dá)通過(guò)換向閥與蓄能器和油箱相連，離合構(gòu)件與車(chē)輪間機(jī)械聯(lián)接，具有控制電路，其特征在于液壓油馬達(dá)是一個(gè)或多個(gè)定量油馬達(dá)或可作馬達(dá)用的變量油泵，控制電路中具有控制換向閥及離合構(gòu)件動(dòng)作的雙聯(lián)按鈕[52][53][54]，蓄能器出口連接有壓力控制元件[23][24][25]和安全溢流閥[21]。
2.按權(quán)利要求
1規(guī)定的裝置，其特征是所說(shuō)的定量油馬達(dá)是齒輪油馬達(dá)或柱塞式定量油馬達(dá)。
3.按權(quán)利要求
1規(guī)定的裝置，其特征是具有一組或多組馬達(dá)元件，每組包括兩個(gè)參數(shù)相同的定量油馬達(dá)或一個(gè)三齒輪馬達(dá)，將其低壓時(shí)并聯(lián)、高壓時(shí)串聯(lián)，并具有隨著制動(dòng)或起步時(shí)所需力矩的增加。使參加工作的馬達(dá)元件組數(shù)可以依次增多的控制元件。
4.按權(quán)利要求
1規(guī)定的裝置，其特征是具有一個(gè)普通的定量油馬達(dá)或一個(gè)變量油泵，一個(gè)三位四通換向閥和一個(gè)在放液終止時(shí)能使離合構(gòu)件自動(dòng)分離的壓力控制元件，并具有可以實(shí)現(xiàn)換向閥換向，離合構(gòu)件離合的控制元件。
5.按權(quán)利要求
3規(guī)定的裝置，其特征是所說(shuō)的換向閥是一個(gè)三位四通換向閥〔18〕和一個(gè)二位四通換向閥〔17〕，所說(shuō)的壓力控制元件是壓力繼電器〔24〕〔25〕和差壓式控制元件〔23〕。
6.按權(quán)利要求
5規(guī)定的裝置，其特征是所說(shuō)的雙聯(lián)按鈕〔52〕〔54〕裝在制動(dòng)踏板表面和油門(mén)踏板表面，或具有一個(gè)兩次按動(dòng)可代替上述兩個(gè)按鈕的雙聯(lián)手動(dòng)按鈕〔53〕及減速貯能提前解除按鈕〔60〕。
7.按權(quán)利要求
6規(guī)定的裝置，其特征是所說(shuō)的控制電路中裝有可實(shí)現(xiàn)下坡充液貯能、上坡釋放能量的自動(dòng)延時(shí)控制的水銀式下坡開(kāi)關(guān)〔51〕和水銀式上坡開(kāi)關(guān)〔55〕。
8.按權(quán)利要求
7規(guī)定的裝置，其特征是傳動(dòng)離合部件、油馬達(dá)或變量油泵均裝在一個(gè)架體上，與車(chē)輛轉(zhuǎn)動(dòng)著的軸相聯(lián)接時(shí)該架體的一端可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端由擺桿〔43〕懸掛在車(chē)架上。
9.按權(quán)利要求
1、2、3、4、5、6、7或8規(guī)定的裝置，其特征是在蓄能器〔26〕和油箱〔19〕之間連接有起一定保壓作用的液控單向閥〔27〕。
10.按權(quán)利要求
9規(guī)定的裝置，其特征是具有可以實(shí)現(xiàn)裝置臨時(shí)斷電的安裝在司機(jī)門(mén)壓合處的按鈕〔48〕和在儀表盤(pán)上安裝的按鈕〔49〕，可使總電路實(shí)現(xiàn)永久斷電的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)〔50〕。
11.一種將振動(dòng)能量變成液壓能的回收裝置，其特征在于單出桿油缸〔1〕通過(guò)方向控制閥和液壓蓄能器〔26〕相連，并具有液壓能釋放裝置。
12.按權(quán)利要求
11規(guī)定的裝置，其特征是所說(shuō)的方向控制閥包括一個(gè)可在大幅度振動(dòng)強(qiáng)制充液狀態(tài)中增加液壓能輸出的二位三通電磁換向閥〔2〕和五個(gè)單向閥〔3〕、〔4〕、〔5〕、〔6〕、〔7〕。
13.按權(quán)利要求
11規(guī)定的裝置，其特征是所說(shuō)的方向控制閥只具有三個(gè)單向閥〔5〕、〔6〕、〔7〕。
14.按權(quán)利要求
12規(guī)定的裝置，其特征是在單出桿油缸和蓄能器之間具有節(jié)流閥〔34〕以及與之相并聯(lián)的可實(shí)現(xiàn)卸荷充液的順序閥〔35〕。
15.按權(quán)利要求
14規(guī)定的裝置，其特征是控制二位三通電磁換向閥〔2〕通電的開(kāi)關(guān)是緊急剎車(chē)充液時(shí)起作用的行程開(kāi)關(guān)〔59〕、或隨車(chē)輛原轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)一起左右搬動(dòng)的轉(zhuǎn)向充液轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)〔56〕，或是在凸凹不平的路面上行駛時(shí)與〔56〕開(kāi)關(guān)一起搬動(dòng)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)〔57〕。
16.按權(quán)利要求
15規(guī)定的裝置，其特征是具有當(dāng)裝置出現(xiàn)故障可使振動(dòng)能量回收裝置與油箱〔19〕間短路的手動(dòng)換向閥〔28〕。
17.按權(quán)利要求
11、12、13、14、15或16所規(guī)定的裝置，其特征是在車(chē)輛原燃油膜片泵〔32〕與燃油濾清器〔33〕之間，連接有一個(gè)可以在自動(dòng)放液狀態(tài)中實(shí)現(xiàn)關(guān)小油門(mén)以便節(jié)油的二位二通換向閥〔30〕和一個(gè)節(jié)流閥〔31〕，并裝有自動(dòng)關(guān)油門(mén)的解除開(kāi)關(guān)〔58〕。
18.按權(quán)利要求
11、12、13、14、15或16所規(guī)定的裝置，其特征是在各個(gè)振動(dòng)能量回收裝置匯合后的輸出管路中，還串接有一個(gè)三位三通換向閥〔28〕，在分油路中還具有可測(cè)量每個(gè)單出桿油缸內(nèi)壓力、顯示出各車(chē)輪重力分配情況，從而可測(cè)出車(chē)輛實(shí)際載貨重量的壓力重力表。
專利摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用液體和蓄能器的可測(cè)載重噸位的車(chē)輛制動(dòng)振動(dòng)再生裝置，其特征主要利用定量油馬達(dá)或變量油泵，將剎車(chē)時(shí)的慣性動(dòng)能回收，在加速時(shí)推動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)。利用單出桿油缸完成振動(dòng)能的貯存，可作為現(xiàn)有新、舊交通車(chē)輛上的一個(gè)附加裝置。本發(fā)明節(jié)能效率高，操作方便，成本低，并可減少環(huán)境污染。適用于汽車(chē)、電車(chē)、拖拉機(jī)、火車(chē)等一類(lèi)車(chē)輛。
文檔編號(hào)B60T17/00GK86100291SQ86100291
公開(kāi)日1987年7月29日 申請(qǐng)日期1986年1月15日
發(fā)明者蓋書(shū)俊 申請(qǐng)人:蓋書(shū)俊導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan